民用航空器轮胎维护探讨.doc

民用航空器轮胎维护探讨

 作为航空器的重要构件，航空器轮胎是否完好关于航空器运行的安全性和可靠性具有重要作用。本文首先介绍了航空器轮胎损伤的原因及对航空器造成的影响，然后具体探讨了民用航空器轮胎维护的策略，以期为相关维护和技术人员提供参照。
    航空器轮胎是飞机进行正常起落的重要装置，作为飞机与地面进行直接接触的传递构件，轮胎不仅能够在着陆与起飞中保证飞机进行正常的刹车与滑跑，还能够将飞机起降中形成的庞大冲击力与能量进行汲取，具有承受飞机重复起降中的热力程和交变应力的作用。因此，强化有关民用航空器轮胎维护的研究，关于改善航空器轮胎的运行质量和使用寿命具有重要的现实意义。
    民用航空器轮胎损伤原因及对航空器造成的影响

    民用航空器损伤的原因主要分为内因和外因两种。内部发热爆裂主要由轮胎的生产质量和装机的可靠性来决定。而外来物的损伤则包括航空器对防止刹车系统出现故障、机组操作不恰当、飞行区四周杂物等对轮胎的损害等，其中飞行区四周杂物的影响是造成轮胎损伤的主要原因。依据有关部门统计，在2009年1月1日至2021年1月1日的时间范围内，民航企业内共出现了4568次轮胎损伤时间，其中某民航局在3个月的时间里就接到报告轮胎损伤时间大大160起，而实际的损伤数量还远远超出这些。目前国内诸多机场都出现因航空器轮胎爆胎而紧急关闭跑到事件，这严重影响了民用航空器运行的安全性和可靠性。
    〔1〕对航空器轮胎容易造成损伤的飞行区杂物主要有：机坪上由不同保证车辆上遗落的外来物，如车辆掉落的金属构件、螺帽、螺钉、车辆散落的杂物等；在航空器进行货物装卸过程中由行李运送车辆、货舱或货物本身遗落的外来物，如金属行李箱牌、货物金属头及扎带、锁头、木箱铁钉、碎玻璃、拉杆箱滚轮等；机务人员在排除故障时遗留的金属工具、剪落的钢制保险丝、航空器上改换下的结构部件等；航空器上遗落的小型金属品，如滑行灯碎落的玻璃等；站坪道、滑行道、跑道等路面破损遗留的混凝土土块等。
    〔2〕过热环境温度的影响。在飞机升降过程中，轮胎需要满足的要求有：保证在飞机起飞时具有长距离和高速度滑行、承受庞大承载力的能力；保证飞机着陆过程中能够汲取大部分的冲击震动并将动态刹车负荷传递到路面的能力；在长期紫外线影响下，能够具有较强的耐天候老化性能；优良的可靠性和使用寿命，且骨架材料需采纳高性能、高强度的综合材料。而在高温影响下，航空轮胎的胎体帘线和橡胶强度会不同程度的降低，进而出现热熔、软化、裂解等问题。如在高温状态下，锦纶帘线的抗张强度会大幅度下降，在温度增加至260℃时锦纶帘线便会出现融化状态。所以，过热温度条件下航空轮胎的锦纶帘线及橡胶会发生不同程度的裂解与老化，在长时间的运行影响下极易出现爆破问题。
    〔3〕飞机升降过程的滑行距离较长。航空器轮胎内部的温度受到滑行距离与滑行速度的影响，滑行距离越长、滑行速度越快，航空器轮胎内部的升温就越快越高，这便大大增加了轮胎受损的可能性。在部分机场由于发动机推力的下降，容易引起飞机增速较慢，由此延长了滑行距离，在滑行距离增加的通辽市也增大了机轮动能的汲取，进而引起机轮温度生热过快。由于航空轮胎在长距离滑行、高速度、高负荷等状态下运行，使得胎面容易形成不可恢复性膨胀变形，继而引起胎面掉块或爆胎。
    〔4〕胎圈爆破。部分机场海拔高度较大，其空气密度较低，机场的散热通风过程较为困难。在飞机着陆接触地面后部分动能要利用机轮刹车装置的摩擦转化为大量的热能，当热能传递到轮辋然后再传递到航空轮胎时，会造成航空轮胎温度的继续升高。由于航空轮胎的胎圈与轮辋紧密接触，其受到的温度影响最为严重。在散热条件差、胎圈材料多、空气密度小、橡胶导热性能低等多种条件的作用下，机轮处的热量大量聚集，造成轮胎胎圈继续承受高温作用，进而导致轮胎胎圈断裂、脱层或爆破。因此在民用航空器轮胎维护和检查中应当注重胎圈等薄弱部位。

    航空器轮胎的通常使用寿命为150~200次正常起落，其在胎体完好程度满足各项性能要求的条件下可以重复翻新使用4~6次。民用航空器的轮胎损伤很容易导致爆胎事故，这关于航空器的运行的安全性产生极为严重的影响。通常航空器轮胎需要承载上百吨的重量在跑道上进行高速工作，特别在起降过程中由于滑行距离较长、滑行速度过快，轮胎会受到更为强大的冲击载荷，即使稍微的轮胎损伤也可能导致爆胎的发生，这对航空器运行的安全性与经济性非常不利。爆胎时，不仅容易造成航空器襟翼、机翼油箱、框架结构、机身蒙皮等损坏，很可能造成航空器滑行轨迹出现偏移，进而使航空器偏离滑行轨道引发严重事故。此外，航空器起落架收起后发生的爆胎还会造成起落架舱内的应急与液压系统装置出现损坏，引发航空器飞行操纵失灵，对空中的飞行安全带来严重威胁。

  民用航空器轮胎维护策略

    在轮胎使用过程中，应当在轮胎表现不良状态的状况下对轮胎及时改换。〔1〕胎面损伤需要保养的状况有：胎面变形或鼓包而引起内部帘布层出现分开；胎面花纹条底部出现部分割口，且在邻近割口处的橡胶材料已经发生翘起；胎面出现显然的横向裂口，其在裂口方向有沿一定角度扩展的迹象。〔2〕胎面损伤需要撤换的状况有：外层的带束层或帘布层出现严重破损或轮胎发生平点问题；在胎体鼓包的影响下出现内部脱层；胎侧的割口延伸到外层帘布；由于滑移或温度过热的影响造成轮缘橡胶焦烧或发生显著的硫化返原。
    在将轮胎轮辋等组件进行拆卸前应当先对损伤部位进行记号标记然后再充分放气；关于确定报废使用的轮胎不能再进行充气，因为轮胎的沿圆周线可能已经出现爆裂；在拆卸压力损失的轮胎钱应当先对轮胎压力下降的原因进行分析检查；在采纳气流结冰的方法进行轮胎拆卸时应当保证轮胎已完全放气，以保证气门嘴帽、控制排气压力与气门芯完好无损。

    〔1〕在航空器轮胎及飞机的维护检查后应当保证螺母、工具、修理材料、螺钉、螺帽等清理干净；正常使用中的轮胎应当定期对充气压力等进行检查，仔细检测气门嘴与气门芯等部位的气密性是否正常，对阀门与热熔塞的使用程度进行估计评价，检查轮辋总成是否出现变形、受损、裂痕等问题；在飞机升降前都应当检查航空轮胎充气压力是否在规定标准以内，并对胎面的磨损与花纹深度状况进行检测，对轮胎出现的变形、割口、扎伤、脱层等异常问题要及时记录与标记。
    〔2〕关于标准充气压力、额定速度与负荷的轮胎，禁止出现在地面以高速带动刹车机轮滑行的状况，且在跑道积水刹车性能较低的状况下应当避免提前放置前轮，以防止由于跑道摩擦系数低、滑行距离长而造成轮胎损伤的问题。
    〔3〕应当尽可能避免刹车钢套的热量向航空轮胎传递，在进行长时间的飞行着陆后应当对机轮进行全面检查，假设机轮温度超出额定值，应当在其自然冷却后再飞行。
    〔4〕由于路面、弯道、机坪、滑行道等处的排水槽、裂口、凹坑、杂物、接缝等都容易造成轮胎的损坏，因此应当每周使用机械设备对全部区域进行清洁清扫，天天行走一圈对清洁状况进行检查并捡走异物。

    关于航空器轮胎，充气压力较低会使轮胎的下沉量及变形量加大，从而降低轮胎的承载能力，引起轮胎胎肩部位发生严重磨损，甚至会造成胎体爆炸；充气压力较高时则会引起飞机滑行的异常振动，造成设备或起落架的损伤，且容易使轮胎拉伸距离过长、引起中部异常磨损，进而降低轮胎使用寿命。因此，充气时应当注意以下几点：〔1〕在航空器轮胎充气前应当先用专业的轮胎气压表对轮胎压力进行测量，保证轮胎充气压力在规定标准以内时才能继续使用；关于继续运行后在温度增加影响下引发轮胎内部充气压力升高的应当禁止进行放气；〔2〕假设在负荷状态下对航空轮胎进行充气，应当保证实际充气压力比标准充气压力高4%；关于机轮上正常使用的航空轮胎，在充气时应当先以标准充气压力进行充气，然后在室温条件下空置12h以上后补充充气至标准充气压力，再空置24h后检查充气压力，假设下降压力超出5%以上，则应当对机轮总成和航空轮胎的气密性进行全面检测，在处理漏气问题后才能继续使用；〔3〕在进行航空轮胎充气时，应当保证气体中无水分或油液等杂质。

    在航空轮胎存放时应当避免阳光直射，并采纳永黑塑料布或刷蓝漆进行遮挡，且保证库房内无静电放电设备或产生臭氧设备；存放航空轮胎的库房不应当防止化学腐蚀品、飞机燃料、汽油、液压油等溶剂；内胎最好先进行稍微充气后再进行存放，且避免直接将内胎挂于铁钉等尖锐物体上。
    轮胎维护的质量好坏将直接关系到民用航空器运行的安全性和可靠性，因此，相关维护和技术人员应当强化对轮胎损伤问题原因和规律的分析，做好日常的维护与保养，以促进轮胎使用寿命与使用质量的提升。